多能互补的分布式供能系统建模与优化

发布时间：2020-06-04 18:59

【摘要】：针对近年来工业化和城镇化进程加快导致的能源紧缺和节能减排压力严峻的问题,中国政府提出了将能源互联网作为推动能源革命重要战略支撑的行动计划,目的在于提高可再生能源比重,促进化石能源清洁高效利用,提升能源综合效率。多能互补的分布式供能系统在这一背景下成为能源工程领域研究的重点,其中装机规模设计和运行策略优化是分布式供能系统面临的主要技术问题。系统的装机规模是否合理、可靠及运行策略是否科学决定了分布式供能系统的运行效率和经济效益是否能达到预期效果。本文从能源互联网的定义及基本结构出发,明确了多能互补的分布式供能系统是一种以一次能源天然气为基础,因地制宜,融入当地可再生能源以满足各种终端用能的新型供能系统;能源生产设备、能源转换设备和储能设备构成了多能互补的分布式供能系统的基本架构。在此基础上,采用逐步分解建模的方法,引入逐时能量约束条件,建立了综合考虑年总成本、一次能源消耗和二氧化碳排放的多目标优化模型。此模型可进行最佳装机规模设计和逐时运行策略优化,适用于多能互补的分布式供能系统的供能方案研究和综合能源规划。论文以某园区作为分析案例,根据园区现有的终端用能情况、能源价格水平及资源供应条件,通过建立的多能互补的分布式供能系统优化模型求解最佳装机规模和运行策略。与传统供能方式相比,采用优化的分布式供能系统,在满足终端用户能源需求的情况下,系统的年总成本可减少8.2%,年总能耗可降低19.6%,二氧化碳排放总量可减少43.7%,能源利用率从0.638提高到0.793,系统的经济性和节能减排效益均得到了明显提高。在案例研究的基础上,本文从能源价格、可再生能源波动、关键设备、电网连接方式等方面对多能互补的分布式供能系统进行更深入的分析,进一步证实了优化模型的实用性,可为相关领域工程项目的实施提供理论依据和技术指导。
【图文】：

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图 2-3 多能互补的分布式供能系统示意图Fig.2-3 Schematic diagram of DES with complementation of multiple energy据能源互联网中各子系统的能量流动关系，以分布式供能系统为重点，对结构进行简化，得到多能互补的分布式供能系统示意图，如图 2-3 所示。布式供能系统的能量输入包括网电、天然气和可再生能源。值得强调的是生能源就近用户侧，受限于当地自然条件、建筑面积等客观条件，是分散能量，通过分布式供能系统就地利用，区别于可再生能源大规模集中发电的上所述，目前“多能互补的分布式供能系统”的主要科学含义就是一种以，因地制宜，融入当地可获得的可再生能源，通过高效的冷热电联供方式环节各种用能需求的新型分布式供能系统。多能互补的分布式供能系统的建模优化构思多能互补的分布式供能系统的基本架构能互补的分布式供能系统在结构上更加复杂。普通的天然气分布式供能系
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU83

【参考文献】